(57)【要約】【課題】  外力が加えられたときのシャドウマスクの変形による色ずれを防止する。【解決手段】  シャドウマスク５０は、電子ビームが通過する複数のアパーチャ６０が形成された略矩形の有孔領域５１を有する。有孔領域の短辺方向に複数のアパーチャが並んでアパーチャ列が形成され、アパーチャ列が有孔領域の長辺方向に複数配置されている。アパーチャの長辺方向のピッチをＰｈ、シャドウマスクの蛍光体スクリーンに対向する側の面におけるアパーチャの長辺方向における開口幅をＷ１、Ｐｈ−Ｗ１により求められるアパーチャの非形成領域の長辺方向における幅をＫとしたとき、比α＝Ｋ／Ｐｈが有孔領域の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくなっている。【選択図】  図３
2007073294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、前記蛍光体スクリーンと前記電子銃との間に配置されたシャドウマスクとを備えたカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは、前記電子ビームが通過する複数のアパーチャが形成された略矩形の有孔領域を有し、
前記アパーチャの開孔形状は前記有孔領域の短辺方向を長軸方向とする矩形状又は長孔形状であり、前記短辺方向に複数の前記アパーチャが並んでアパーチャ列が形成され、前記アパーチャ列が前記有孔領域の長辺方向に複数配置されており、
前記アパーチャの前記長辺方向のピッチをＰｈ、前記シャドウマスクの前記蛍光体スクリーンに対向する側の面における前記アパーチャの前記長辺方向における開口幅をＷ１、Ｐｈ−Ｗ１により求められる前記アパーチャの非形成領域の前記長辺方向における幅をＫとしたとき、比α＝Ｋ／Ｐｈが前記有孔領域の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくなっていることを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】
前記比αが前記有孔領域の周縁においてほぼ均一である請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項３】
前記比αが、
０．７×（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ＜α
＜（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ
を満足する請求項１に記載のカラー受像管。
但し、Ｐｈｅ［ｍｍ］は前記有孔領域の短辺での前記アパーチャの前記長辺方向のピッチ、Ｗ２ｅ［ｍｍ］は前記有孔領域の短辺での前記シャドウマスクの前記電子銃に対向する側の面における前記アパーチャの前記長辺方向における開口幅、ｔ［ｍｍ］は前記シャドウマスクの厚み、θ［°］は偏向角である。
【請求項４】
前記フェースパネルの材料がティント色調ガラス材を含む請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項５】
前記フェースパネルの外面の曲率半径が１００００ｍｍ以上である請求項１に記載のカラー受像管。
【請求項６】
蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、前記蛍光体スクリーンと前記電子銃との間に配置されたシャドウマスクとを備えたカラー受像管であって、
前記シャドウマスクは、前記電子ビームが通過する複数のアパーチャが形成された略矩形の有孔領域を有し、
前記アパーチャの開孔形状は前記有孔領域の短辺方向を長軸方向とする矩形状又は長孔形状であり、前記短辺方向に複数の前記アパーチャが並んでアパーチャ列が形成され、前記アパーチャ列が前記有孔領域の長辺方向に複数配置されており、
前記アパーチャの前記長辺方向のピッチをＰｈ、前記シャドウマスクの前記蛍光体スクリーンに対向する側の面における前記アパーチャの前記長辺方向における開口幅をＷ１、Ｐｈ−Ｗ１により求められる前記アパーチャの非形成領域の前記長辺方向における幅をＫとしたとき、比α＝Ｋ／Ｐｈが、
０．７×（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ＜α
＜（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ
を満足することを特徴とするカラー受像管。
但し、Ｐｈｅ［ｍｍ］は前記有孔領域の短辺での前記アパーチャの前記長辺方向のピッチ、Ｗ２ｅ［ｍｍ］は前記有孔領域の短辺での前記シャドウマスクの前記電子銃に対向する側の面における前記アパーチャの前記長辺方向における開口幅、ｔ［ｍｍ］は前記シャドウマスクの厚み、θ［°］は偏向角である。
【請求項７】
前記比αが前記有孔領域の周縁においてほぼ均一である請求項６に記載のカラー受像管。
【請求項８】
前記フェースパネルの材料がティント色調ガラス材を含む請求項６に記載のカラー受像管。
【請求項９】
前記フェースパネルの外面の曲率半径が１００００ｍｍ以上である請求項６に記載のカラー受像管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー受像管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラー受像管は、図９に示すように、フェースパネル３１と、このフェースパネル３１に一体に接合されたファンネル３２とからなる外囲器を有する。ほぼ矩形状のフェースパネル３１の内面に、青、緑、赤に発光するストライプ状あるいはドット状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３３が形成され、この蛍光体スクリーン３３に対向して、多数のアパーチャが形成された有孔領域を有するほぼ矩形状のシャドウマスク５０が配置されている。シャドウマスク５０はその周囲のスカート部５３でマスクフレーム３９に一体化され保持される。シャドウマスク５０とマスクフレーム３９とからなるシャドウマスク構体３４は、マスクフレーム３９に取りつけられた弾性支持体（図示せず）とフェースパネル３１の内壁面に設けられたスタッドピン（図示せず）との係合により、フェースパネル３１に支持されている。一方、ファンネル３２のネック３５内に、３電子ビーム３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂを放出する電子銃３７が配設されている。電子銃３７から放出される３電子ビーム３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂは、ファンネル３２の外側に装着された偏向ヨーク３８が発生する水平および垂直偏向磁界により偏向され、シャドウマスク５０のアパーチャを通過して蛍光体スクリーン３３を水平及び垂直走査することにより、カラー画像を表示する。以下の説明の便宜のために、図示したように、カラー受像管の管軸をＺ軸とし、電子銃３７から蛍光体スクリーン３３に向かう方向（図９の矢印の方向）をＺ軸の正の向きとする。
【０００３】
この様なカラー受像管のシャドウマスク５０は、一般的に図９に示すように蛍光体スクリーン３３側に凸の曲面形状を有している。この曲面形状を保持する力（以下、「曲面保持力」という）が弱い場合には、製造中又は輸送中に加わる外力（例えば、衝撃力、振動など）によってこの曲面形状に変形が生じてしまう。その結果、シャドウマスク５０のアパーチャの位置と蛍光体スクリーン３３の蛍光体との相対的位置が変化するので、アパーチャを通過した電子ビームが蛍光体スクリーン３３の所望する位置に入射することができず、いわゆる色ずれを起こす。
【０００４】
外力によるシャドウマスク５０の曲面形状の変形は、一般的にカラー受像管の管軸方向と平行に電子銃３７側に向かう力（すなわち、Ｚ軸の負の向きの力）がシャドウマスク５０に加わった場合に最も生じやすい。
【０００５】
このような力がシャドウマスク５０に作用したときのシャドウマスク５０の変形及び色ずれについて図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）を用いて説明する。これらの図において、二点鎖線は、変形前のシャドウマスク５０の形状を示す。
【０００６】
シャドウマスク５０に、Ｚ軸の負の向きの力Ｆ１が作用すると、図１０（Ａ）に示すように、シャドウマスク５０が変位する。このとき、図１０（Ｂ）に示すように、シャドウマスク５０には、力Ｆ１とは逆方向の、元の状態に戻ろうとする曲面保持力Ｆ２が作用する。曲面保持力Ｆ２の大きさが十分であれば、シャドウマスク５０は元の状態に戻ることができ、シャドウマスク５０の曲面形状に変形は生じない。ところが、曲面保持力Ｆ２の大きさが十分でない場合には、図１０（Ｃ）に示すように、シャドウマスク５０は元の状態に戻ることができず、シャドウマスク５０が座屈し、その曲面形状が変形してしまい、その結果、色ずれを生じる。
【０００７】
シャドウマスク５０の曲面形状の変形を防止するためには、大きな曲面保持力Ｆ２を発生させることが有効である。このためには、シャドウマスク５０を、曲率半径の小さな丸いドーム形状とすることが好ましい。ところが、最近のフェースパネル３１の外面の平坦化にともなって、フェースパネル３１の内面も平坦化され、カラー受像管の特性上、シャドウマスク５０の曲面形状も平坦化される必要がある。また、管面色を向上させるためにフェースパネル３１の材料としてティント色調のガラス材を使用する場合、その透過率が低いために、画面の中央と周辺とで厚み差があると輝度均一性が著しく低下してしまう。従って、画面周辺の厚みを低減する必要が生じ、これによりフェースパネル３１の内面が平坦化され、その結果、上記と同様にシャドウマスク５０の曲面形状も平坦化される必要がある。これらの事情により、シャドウマスク５０の曲面形状を丸くして、大きな曲面保持力Ｆ２を発生させることにより、シャドウマスク５０の曲面形状の変形を防止する手法は困難となりつつある。
【０００８】
シャドウマスク５０の曲面形状の変形を防止するための別の手法として、シャドウマスク５０を厚くすることが考えられる。これにより、シャドウマスク５０の剛性が増大し、力Ｆ１が印加されたときのシャドウマスク５０の変位量が低減するので、結果的にシャドウマスク５０の曲面形状に変形が生じにくくなる。ところが、シャドウマスク５０を厚くすることは、コスト増大、成形性及び形状精度の低下、高精細化の困難化などの問題を伴う。
【０００９】
特許文献１には、シャドウマスクの有孔領域内にアパーチャとは別に複数の非貫通の窪み穴を形成し、単位面積当たりの窪み穴の容量がシャドウマスクの中央で最大としたカラー受像管が記載されている。これにより、シャドウマスクの単位面積当たりの重量を周辺から中央に向かって徐々に小さくすることができるので、外力が加えられたときのシャドウマスクの曲面形状の変形を抑制することができる。ところが、この手法では、アパーチャとは別に窪み穴を形成する必要があるのでコスト増大を招き、また、窪み穴をアパーチャと干渉しない位置に形成する必要があるので高精細化に対して障害となる。
【００１０】
窪み穴をアパーチャとは別に設けるのではなく、アパーチャの開口幅をシャドウマスクの中央で最大となるように変化させて、上記特許文献１と同様にシャドウマスクの単位面積当たりの重量を周辺から中央に向かって徐々に小さくしても、シャドウマスクの曲面形状の変形を抑制することができる。ところが、この手法では、蛍光体スクリーンに形成される電子ビームスポットのサイズが不均一となるので、輝度の均一性が悪化するなどの問題が生じる。
【特許文献１】特開２００３−１６９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、フェースパネルの外面の平坦化及びフェースパネルの材料としてティント色調ガラス材の使用等によりシャドウマスクの曲面形状を平坦化しなければならない場合には、シャドウマスクの曲面形状を丸くすることで曲面保持力を増大させる手法は使用できない。シャドウマスクを厚くする手法や、アパーチャの開孔幅を中央で大きくし周辺で小さくしてシャドウマスクの単位面積当たりの重量を周辺から中央にかけて徐々に小さくする手法は、カラー受像管の他の特性が悪化するという弊害が生じる。更に、特許文献１に記載されたアパーチャとは別に窪み穴を設ける手法は、新たに窪み穴を形成する作業が必要であり、また、高精細化に対して障害となるという問題を有している。
【００１２】
本発明は従来の各手法が有していた上記の問題を解決し、外力が加えられたときに、シャドウマスクの変形による色ずれが生じにくく、その結果、良好なスクリーン品位を備えたカラー受像管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のカラー受像管は、蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに向かって電子ビームを放出する電子銃と、前記蛍光体スクリーンと前記電子銃との間に配置されたシャドウマスクとを備える。前記シャドウマスクは、前記電子ビームが通過する複数のアパーチャが形成された略矩形の有孔領域を有する。前記アパーチャの開孔形状は前記有孔領域の短辺方向を長軸方向とする矩形状又は長孔形状であり、前記短辺方向に複数の前記アパーチャが並んでアパーチャ列が形成され、前記アパーチャ列が前記有孔領域の長辺方向に複数配置されている。
【００１４】
前記アパーチャの前記長辺方向のピッチをＰｈ、前記シャドウマスクの前記蛍光体スクリーンに対向する側の面における前記アパーチャの前記長辺方向における開口幅をＷ１、Ｐｈ−Ｗ１により求められる前記アパーチャの非形成領域の前記長辺方向における幅をＫとする。
【００１５】
本発明の第１のカラー受像管は、比α＝Ｋ／Ｐｈが前記有孔領域の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくなっていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２のカラー受像管は、比α＝Ｋ／Ｐｈが、
０．７×（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ＜α
＜（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ
を満足することを特徴とする。但し、Ｐｈｅ［ｍｍ］は前記有孔領域の短辺での前記アパーチャの前記長辺方向のピッチ、Ｗ２ｅ［ｍｍ］は前記有孔領域の短辺での前記シャドウマスクの前記電子銃に対向する側の面における前記アパーチャの前記長辺方向における開口幅、ｔ［ｍｍ］は前記シャドウマスクの厚み、θ［°］は偏向角である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シャドウマスクの曲面形状を平坦化しても、製造工程や輸送過程で加わる外力によるシャドウマスクの曲面の変形が生じにくく、その結果、シャドウマスクの変形による色ずれが抑制され、良好なスクリーン品位を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
本発明のカラー受像管は、以下に説明するシャドウマスクの構成を除いて特に制限はなく、例えば図９に示したカラー受像管と同様の構成を備えていても良い。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るカラー受像管に搭載されるシャドウマスク５０の、マスクフレーム３９（図９参照）に保持される前の状態を示した斜視図である。シャドウマスク５０は、所定の曲面に形成された略矩形状の主面部５７と、主面部５７に対してＺ軸の負の側に屈曲されて連設されたスカート部５３とを備える。主面部５７とスカート部５３とは屈曲部５４を介して接続されている。主面部５７は、電子ビームが通過する多数のアパーチャが形成された略矩形状の有孔領域５１と、有孔領域５１の周囲の、アパーチャが形成されていない無孔領域５２とからなる。以下の説明の便宜のために、Ｚ軸と直交し有孔領域５１の長辺と平行な軸（長軸）をＸ軸、Ｘ軸及びＺ軸と直交し有孔領域５１の短辺と平行な軸（短軸）をＹ軸とする。
【００２１】
図２は図１に示したシャドウマスク５０を平面に展開した状態を、蛍光体スクリーン３３（図９参照）に対向する面側から見た平面図である。図３（Ａ）は図２の部分３Ａの拡大平面図、図３（Ｂ）は図２の部分３Ｂの拡大平面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ線での矢視断面図である。部分３Ａ、部分３Ｂは、それぞれ有孔領域５１の中央及び対角軸端に位置する。
【００２２】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、シャドウマスク５０の法線方向から見たとき、電子ビームが通過する貫通孔であるアパーチャ６０の開口形状は、Ｙ軸方向を長軸方向とする矩形状又は長孔形状である。複数のアパーチャ６０がＹ軸方向に並んで配置されてアパーチャ列を形成している。そして、このアパーチャ列がＸ軸方向に複数配置されている。このようにアパーチャ６０がＸ軸方向及びＹ軸方向に分散配置された領域が有孔領域５１である。
【００２３】
図３（Ａ）及び図３（Ｃ）に示すように、各アパーチャ６０は、シャドウマスク５０の法線方向から見たときに反対側を見通すことができる小穴（最小孔径をなす部分）６２と、これより蛍光体スクリーン３３側の大穴６１とからなる。小穴６２のＸ軸方向及びＹ軸方向における開口幅はＷ２，Ｈ２である。シャドウマスク５０の蛍光体スクリーン３３に対向する側の面における大穴６１のＸ軸方向及びＹ軸方向における開口幅はＷ１，Ｈ１である（Ｗ１＞Ｗ２、Ｈ１＞Ｈ２）。シャドウマスク５０の法線方向から見たとき、有孔領域５１内におけるアパーチャ６０の位置に応じて、大穴６１の中心は、小穴６２の中心に対してＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に偏心していても良い。このようなアパーチャ６０は、主としてシャドウマスク５０の蛍光体スクリーン３３に対向する側の面からエッチングすることにより形成することができる。
【００２４】
本発明では、図３（Ａ）に示すように、アパーチャのＸ軸方向のピッチをＰｈ、シャドウマスク５０の蛍光体スクリーン３３に対向する側の面におけるアパーチャ６０のＸ軸方向における開口幅（即ち、大穴６１のＸ軸方向における開口幅）をＷ１、Ｘ軸方向に隣り合うアパーチャ列間のアパーチャ６０の非形成領域（以下、「非アパーチャ領域」という）のＸ軸方向幅をＫ（Ｋ＝Ｐｈ−Ｗ１）としたとき、比α＝Ｋ／Ｐｈが有孔領域５１の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくなっていることが好ましい。
【００２５】
これにより、上記の特許文献１に記載されたようなアパーチャ６０とは別の窪み穴を形成したり、カラー受像管の他の特性を損ねたりすることなく、シャドウマスク５０の単位面積当たりの重量を、有孔領域５１の周辺から中央に向かって徐々に小さくするすることが可能となる。その結果、外力が加えられたときのシャドウマスクの曲面形状の変形を抑制することができる。これについて以下に説明する。
【００２６】
アパーチャ６０とは別の窪み穴を形成することなく、シャドウマスク５０の単位面積当たりの重量を、有孔領域５１の周辺から中央に向かって徐々に小さくするするためには、大穴６１のＸ軸方向及びＹ軸方向における開口幅Ｗ１，Ｈ１、及び小穴６２のＸ軸方向及びＹ軸方向における開口幅Ｗ２，Ｈ２のうちのいずれかを、有孔領域５１の周辺から中央に向かって徐々に大きくすれば良いと考えられる。
【００２７】
大穴６１及び小穴６２のＹ軸方向における開口幅Ｈ１，Ｈ２を、有孔領域５１の周辺から中央に向かって徐々に大きくした場合を検討する。一般にカラー受像管では、画面の中央に比べて周辺では輝度が低い。したがって、開口幅Ｈ１，Ｈ２を、有孔領域５１の周辺から中央に向かって徐々に大きくすると、画面の中央と周辺との輝度差が一層拡大してしまう。従って、この場合は、カラー受像管の輝度特性が著しく劣化してしまう。
【００２８】
小穴６２のＸ軸方向における開口幅Ｗ２を、有孔領域５１の周辺から中央に向かって徐々に大きくした場合を検討する。この場合、蛍光体スクリーン上に形成される電子ビームスポットのＸ軸方向寸法が変化する。画面中央では、開口幅Ｗ２が相対的に大きな小穴６２を電子ビームが通過して蛍光体スクリーンを照射するので、図４（Ａ）に示すように、電子ビームスポット４３がブラックストライプ４１を超えて隣の蛍光体ストライプをも照射して、他色打ちを生じてしまう。また、画面周辺では、開口幅Ｗ２が相対的に小さな小穴６２を電子ビームが通過して蛍光体スクリーンを照射するので、図４（Ｂ）に示すように、電子ビームスポット４３のＸ軸方向寸法が赤、緑、青の各色に発光する蛍光体ストライプ４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの幅より狭く、自色欠けを生じてしまう。このように、カラー受像管の所望のスクリーン特性が得られない。
【００２９】
このように、大穴６１の開口幅Ｈ１及び小穴６２の開口幅Ｈ２，Ｗ２を変化させると、カラー受像管の諸特性が損なわれてしまう。これに対して、大穴６１のＸ軸方向における開口幅Ｗ１を変化させても、図５に示すように、小穴６２を通過した電子ビーム３６が大穴６１の蛍光体スクリーン側端６１ａに衝突しない限り、カラー受像管の諸特性が損なわれることはない。換言すれば、非アパーチャ領域のＸ軸方向幅Ｋ（＝Ｐｈ−Ｗ１）が有孔領域５１の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくなっていても、カラー受像管の諸特性が損なわれることはない。
【００３０】
よって、シャドウマスク５０の単位面積当たりの重量の指標となる比α（＝Ｋ／Ｐｈ）を有孔領域５１の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくし、中央でのシャドウマスクの重量を軽減することで、カラー受像管の諸特性が損なわれることなく、その曲面形状が動的な外力に対して変形しにくいシャドウマスクを実現することができる。
【００３１】
シャドウマスク５０の主面部５７（図１参照）のＸ軸方向寸法はＹ軸方向寸法よりも長いため、マスクフレーム３９に保持された状態での主面部５７が有する曲面保持力は、Ｘ軸方向の方が、Ｙ軸方向よりも小さい。従って、Ｘ軸方向寸法に関する比αを上記のように変化させることは、シャドウマスク５０の曲面形状の変形の抑制に対する効果が大きい。更に、比αの変化がなだらかであることにより、応力が局所的に集中するのが防止され、変形を一層抑制することができる。
【００３２】
要するに、アパーチャのＸ軸方向のピッチＰｈに対する非アパーチャ領域幅Ｋの比αを、有孔領域５１の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくすることにより、カラー受像管の諸特性を損なうことなく、シャドウマスク５０の曲面形状の変形を抑制することができる。本発明では、大穴６１の開口幅Ｈ１及び小穴６２の開口幅Ｈ２，Ｗ２は、カラー受像管の諸特性を確保するために、有孔領域５１の中央と周辺とで差はほとんどない。従って、比αを上記のように変化させることにより、シャドウマスク５０の単位面積当たりの重量を精度良く制御することができる。
【００３３】
本発明においては、比αが有孔領域５１の周縁においてほぼ均一であることが好ましい。なぜなら、例えば有孔領域５１のＸ軸端５１Ｈ及びＹ軸端５１Ｖ（図２参照）での比αが互いに大きく異なると、外力が印加されたときのシャドウマスクの変位量がＸ軸端５１ＨとＹ軸端５１Ｖとで異なることになり、局所的な応力が作用してしまうからである。換言すれば、有孔領域５１の周縁において比αがほぼ均一であることにより、周縁のいずれの位置の変位量も略同一となるので、シャドウマスク５０の全体に曲面保持力がほぼ均一に作用して、曲面形状の変形を一層抑制することができる。ここで、「周縁」とは、略矩形の有孔領域５１の一対の長辺及び一対の短辺を含む全周を意味する。比αが有孔領域５１の周縁において「ほぼ均一」であるとは、製造バラツキ等の理由により生じてしまう寸法誤差程度を含む趣旨であり、具体的には比αの最小値と最大値の差が０．０３以内であることが好ましい。
【００３４】
比αの範囲を規定することによっても、シャドウマスクの曲面形状の変形を抑制することができる。
【００３５】
まず、比αの最大値αmaxについて考える。αmaxは、アパーチャ６０の小穴６２を通過した電子ビーム３６が大穴６１の蛍光体スクリーン側端６１ａに衝突しないための大穴６１の開口幅Ｗ１の最小値Ｗ１minを考慮することにより決定することができる。開口幅Ｗ１が最小値Ｗ１minより小さいと、小穴６２を通過した電子ビーム３６が大穴６１の蛍光体スクリーン側端６１ａに衝突して、蛍光体スクリーン上に適切な電子ビームスポットを形成することができなくなるので、カラー受像管の特性が劣化してしまう。電子ビーム３６の、大穴６１の蛍光体スクリーン側端６１ａへの衝突は、シャドウマスク５０への入射角が大きい有孔領域５１の短辺（特に、短辺と長辺とが交差する対角軸端）で起こりやすい。
【００３６】
図６は、有孔領域５１の対角軸端５１Ｄ（図２参照）において、アパーチャ６０に入射する電子ビーム３６を示した断面図である。この図において、電子ビーム３６が大穴６１の蛍光体スクリーン側端６１ａに衝突しないための大穴６１の開口幅Ｗ１の最小値Ｗ１minを求める。
【００３７】
電子ビーム３６が小穴６２に入射してから厚さｔ［ｍｍ］のシャドウマスク５０を通過するまでの間に、電子ビーム３６がＸ軸方向に移動する距離Δ１［ｍｍ］は、電子ビーム３６の偏向角をθ［°］とすると、Δ１＝ｔ×ｔａｎ（θ／２）［ｍｍ］となる。このΔ１［ｍｍ］と小穴６２の開口幅Ｗ２ｅ［ｍｍ］との和が、大穴６１の開口幅Ｗ１の最小値Ｗ１min［ｍｍ］となる。従って、電子ビーム３６が大穴６１の蛍光体スクリーン側端６１ａに衝突しないための大穴６１の開口幅Ｗ１の最小値Ｗ１min［ｍｍ］は、Ｗ１min＝Δ１＋Ｗ２ｅ＝ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ［ｍｍ］となる。
【００３８】
大穴６１の開口幅Ｗ１が最小となるとき、非アパーチャ領域のＸ軸方向幅Ｋは最大値Ｋmaxとなり、比αも最大となる。よって、カラー受像管の特性が劣化しないための比αの最大値αmaxは、有孔領域５１の対角軸端でのアパーチャのＸ軸方向のピッチをＰｈｅ［ｍｍ］とすると、
αmax＝（Ｐｈｅ−Ｗ１min）／Ｐｈｅ
＝（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ
となる。すなわち、比αがαmax未満であれば、小孔６２を通過した電子ビーム３６が大穴６１の蛍光体スクリーン側端６１ａに衝突することが無く、従って、カラー受像管の特性が損なわれることはない。
【００３９】
次に、比αの最小値αminについて考える。αminは、静的な外力に耐えるのに必要な比αの値を考慮することにより決定することが出来る。背景技術の欄で説明したように、シャドウマスク５０の単位面積当たりの重量を周辺から中央に向かって徐々に小さくする手法は、衝撃力や振動などの動的な外力が加えられたとき、発生する慣性力を小さくすることができるので、シャドウマスクの変位量を小さくする効果がある。一般にカラー受像管のシャドウマスクには動的な外力が印加されるが、製造工程においては、シャドウマスクがあるガス雰囲気中を通過する場合など、圧力などの静的な外力が印加される場合もある。このような場合、シャドウマスク５０の単位面積当たりの重量が、有孔領域５１の周辺に対して中央で急激に小さくなると、ゆっくりと作用する静的な外力に対して曲面保持力が十分に生じず、有孔領域５１の中央が変形したままになる可能性がある。そこで、比αの最小値αminをαmaxとの関係で規定することにより、シャドウマスク５０の単位面積当たりの重量が有孔領域５１内で急激に変化しないように制限して、製造工程でのガス雰囲気等によって変形しないシャドウマスクを実現することができる。
【００４０】
図７は、数種類のカラー受像管を用いて測定した、静的な圧力に対するシャドウマスクの強さと不良率との関係を示した図である。図７の縦軸の「不良率」とは、シャドウマスクの組立工程において搬送中の衝撃やガス圧により変形してしまったシャドウマスクの不良率であり、横軸の「静的な圧力に対するシャドウマスクの強さ」とは、静的な圧力に対してそのシャドウマスクが曲面を維持できる限界強度を意味する。図７より、静的な圧力に対するシャドウマスクの強さが７０［Ｐａ］程度以上あれば、不良率が低位に安定することが分かる。
【００４１】
そこで、一般的に静的な圧力に弱い、超大型管である７６ｃｍ及び８６ｃｍカラー受像管について、αmaxに対するαの比α／αmaxを変化させて、静的な圧力に対するシャドウマスクの強さを測定した。結果を図８に示す。図８から、静的な圧力に対するシャドウマスクの強さが７０［Ｐａ］以上であるためには、比α／αmax＞０．７を満足する必要があることがわかる。すなわち、αの最小値αminを０．７×αmaxにすることにより、静的な外力にも強いシャドウマスクを実現することが出来る。
【００４２】
以上より、比αは、
０．７×（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ＜α
＜（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ
を満足することが好ましい。
【００４３】
上述したように、本発明によれば、フェースパネルの外面を平坦化したり、又はフェースパネルの材料としてティント色調ガラス材を使用したりすることにより、シャドウマスクの曲面形状を平坦化しなければならない場合であっても、シャドウマスクの曲面形状を丸くしたり、アパーチャとは別に窪み穴を設けたりすることなく、シャドウマスクの曲面保持力を確保することができる。その結果、シャドウマスクの変形による色ずれが生じにくく、安定した良好なスクリーン品位を得ることができる。
【００４４】
本発明を７６ｃｍカラー受像管に適用した例を説明する。このカラー受像管のフェースパネルの材料はティント色調ガラス材であり、且つフェースパネル外面はほぼ平坦であるため、シャドウマスクは平坦にしなければならない。したがって、従来の方法ではシャドウマスクの曲面保持力を確保するのが困難である。
【００４５】
比較例として、有孔領域の中央における比αが０．３４で、有孔領域内の比αの分布に規則性が無いシャドウマスクを用いたカラー受像管を作成した。このカラー受像管について、フェースパネル側を上にして、高さを徐々に大きくして落下試験を行なった。その結果、落下高さが２０ｃｍにてシャドウマスクに変形が生じた。
【００４６】
本発明に係る実施例として、有孔領域の中央における比αが０．３４で、比αが有孔領域の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくなっていくシャドウマスクを用いたカラー受像管を作成した。このシャドウマスクを詳細に説明する。有孔領域内において比αの最大値は短軸端での０．３９であった。有効領域の周縁での比αの値は０．３８〜０．３９でほぼ均一であった。シャドウマスクの厚さｔは０．２５ｍｍ、偏向角θは１０２°、有孔領域の対角軸端において、アパーチャのＸ軸方向のピッチＰｈｅは０．８３［ｍｍ］、アパーチャの小穴６２の開口幅Ｗ２ｅは０．１９［ｍｍ］であった。したがって、（ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／ｐｈｅ＝０．４０となり、０．７×０．４＝０．２８＜α＜０．４０を満たしていた。よって、静的な外力にも強く、且つ、電子ビームが大穴の蛍光体スクリーン側端６１ａ（図５参照）に衝突しない。この実施例に係るカラー受像管について、上記比較例と同様の落下試験を行なった。その結果、落下高さが２０ｃｍでもシャドウマスクに変形は生じなかった。すなわち、実施例では、カラー受像管の諸特性を損なうことなく、外力に強いシャドウマスクを実現できた。
【００４７】
比αが最大となる位置は、上記の実施例では短軸端であったが、本発明はこれに限定されない。比αが最大となる位置は、短軸端以外であってもよく、有孔領域の周縁上にあることが好ましい。
【００４８】
また、上記の実施例では、比αが有孔領域の中央から周辺にいくにしたがって徐々に大きくなる分布を有していたが、本発明はこれに限定されない。比αが前記分布を有していない場合であっても、
０．７×（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ＜α
＜（Ｐｈｅ−（ｔ×ｔａｎ（θ／２）＋Ｗ２ｅ））／Ｐｈｅ
を満足すれば、カラー受像管の諸特性が損なわれず、且つ、静的な外力に強いシャドウマスクを実現できる。すなわち、シャドウマスクの変形による色ずれが生じにくく、その結果、良好なスクリーン品位を備えたカラー受像管を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の利用分野は特に制限はないが、曲率半径が１００００ｍｍ以上のほぼ平坦な外面を備えたフェースパネルや、ティント色調ガラス材が使用されたフェースパネルを備えたカラー受像管に特に利用価値が大きい。また、シャドウマスクにアパーチャとは別に窪み穴を形成する必要がないので、高精細化に対応したカラー受像管に利用することも可能である。
【００５０】
ここで、「ティント色調ガラス材」とは、厚さ１０．１６ｍｍにおける波長５４６ｎｍの光の分光透過率が６０％以下であるガラス材をいう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー受像管に搭載されるシャドウマスクの斜視図である。
【図２】図１に示したシャドウマスクの平面展開図である。
【図３】図３（Ａ）は図２の部分３Ａの拡大平面図、図３（Ｂ）は図２の部分３Ｂの拡大平面図、図３（Ｃ）は図３（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ線での矢視断面図である。
【図４】蛍光体スクリーンに形成された蛍光体ストライプと電子ビームスポットとの関係を示した図であり、図４（Ａ）は電子ビームスポットのＸ軸方向幅が相対的に大きい場合を示し、図４（Ｂ）は電子ビームスポットのＸ軸方向幅が相対的に小さい場合を示す。
【図５】アパーチャの大穴の蛍光体スクリーン側端への電子ビームの衝突を示した断面図である。
【図６】有孔領域の対角軸端において、アパーチャに入射する電子ビームを示した断面図である。
【図７】静的な圧力に対するシャドウマスクの強さと不良率との関係を示した図である。
【図８】α／αmaxと静的な圧力に対するシャドウマスクの強さとの関係を示した図である。
【図９】一般的なカラー受像管の全体構成を示した断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）は、シャドウマスクに外力が印加された時のシャドウマスクの挙動を示した図である。
【符号の説明】
【００５２】
３１  フェースパネル
３２  ファンネル
３３  蛍光体スクリーン
３４  シャドウマスク構体
３５  ネック
３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ  電子ビーム
３７  電子銃
３８  偏向ヨーク
３９  マスクフレーム
５０  シャドウマスク
５１  有孔領域
５２  無孔領域
５３  スカート部
５４  屈曲部
５７  主面部
６０  アパーチャ
６１  大穴
６２  小穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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